题文
一皮带传动装置如图所示，皮带的速度v足够大.一根质量不计、劲度系数为k的弹簧一端固定，另一端连接一个质量为m的滑块，已知滑块与皮带间的动摩擦因数为μ.当滑块放到皮带上时，弹簧的轴线恰好水平，若滑块放到皮带上的瞬间，滑块的速度为零，且弹簧正好处于自由长度，则当弹簧第一次伸长到最大时，滑块与皮带间所产生的热量是多少？
题型：未知 难度：其他题型
答案
μmg(vπ
-2μmg/k)
解析
由于皮带的速度v足够大，故以皮带为参考系，滑块始终是向右运动，滑块所受到的滑动摩擦力方向始终是向左的.滑块实际上是向左运动，只要弹簧对它的拉力小于摩擦力，滑块是加速运动，当弹簧对它的拉力大于摩擦力，滑块做减速运动，当滑块的速度减小到零时，弹簧的伸长量最大，以后，滑块在弹簧拉力和摩擦力的作用下向右运动.由于滑块在运动过程中所受到的摩擦力的大小和方向都不变，故此滑块在皮带上的运动类似于竖直的弹簧振子，此处的摩擦力相当于竖直弹簧振子的重力，所以滑块的运动是一个简谐运动.其振幅为A=μmg/k，弹簧伸长的最大长度也就是滑块运动的位移（对地）为：
s=2A=2μmg/k
滑块在这段位移是所经历的时间为：
Δt=T/2=π
滑块在皮带上相对路径为：
Δl=vΔt-s=vπ
-2μmg/k
所以，在这段时间内产生的热量，即：
Q=μmgΔl=μmg(vπ
-2μmg/k).
考点
据考高分专家说，试题“一皮带传动装置如图所示，皮带的速度v足够.....”主要考查你对 [简谐运动的概念 ]考点的理解。
简谐运动的概念
简谐运动：
1、机械振动的定义：物体在平衡位置附近所做的往复运动叫做机械振动，简称振动。
2、简谐运动的定义：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的复力的作用下振动简谐运动是最简单，最基本的机械振动叫做简谐运动。
3、简谐运动的特征：回复力F=-kx，加速度a=-kx/m，方向与位移方向相反，总指向平衡位置。简谐运动是一种变加速运动，在平衡位置时，速度最大，加速度为零；在最大位移处，速度为零，加速度最大。
4、简谐运动的判定：要判定一个物体的运动是简谐运动，首先要判定这个物体的运动是机械振动，即看这个物体是不是做的往复运动；看这个物体在运动过程中有没有平衡位置；看当物体离开平衡位置时，会不会受到指向平衡位置的回复力作用，物体在运动中受到的阻力是不是足够小。然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系，再让物体沿着x轴的正方向偏离平衡位置，求出物体所受回复力的大小，若回复力为F=-kx，则该物体的运动是简谐运动。
